哈萨克羊源自我国天山北麓及阿尔泰山南麓,以伊犁河谷地区及准噶尔盆地边缘数量较多,在新疆、甘肃与青海交界地区亦有部分分布。哈萨克羊能够适应严酷放牧环境,在无补饲条件下仍能保持体质健壮、夏秋季节增膘迅速,具有出色的产肉性能[1]。作为新疆地区的特色畜种之一,哈萨克羊以其优良的遗传特性和生产性能对包括阿勒泰羊、吐鲁番黑羊等在内的本地区其他绵羊品种的改良和发展起到了重要作用。在当前市场发展与变革的背景下,哈萨克羊产业面临转型升级的紧迫需求,以便有效提升其产品的附加值,从而适应市场的新趋势和消费者需求的变化。基于此,对哈萨克羊的肉品质进行深入分析变得至关重要,这不仅能够为其产业发展及遗传改良提供科学依据,同时也是确保其产品能够满足不断提高的市场需求的关键步骤。肉类及其制品是居民饮食中不可或缺的部分,提供人体必需的蛋白质、矿物质、长链n-3脂肪酸、维生素以及一系列其他微量营养元素[2]。关于哈萨克羊的肉质研究方面,杜婷婷等[3]以哈萨克羊半膜肌及背最长肌为研究对象,探究超声辅助成熟后冷冻、常规冷藏成熟后冷冻及直接冷冻方式对羊肉冻藏品质的影响,认为冷藏成熟处理对羊肉冻藏品质的负面影响最小,更适合作为羊肉冻藏前成熟方式,能较好保持羊肉食用品质。罗春彦等[4]以随机采样的30 只哈萨克羊的眼肌为材料,用3 种不同方法对哈萨克羊的眼肌面积进行测定,发现求积仪法和CAD图像法测定结果相对较为准确且CAD图像法更具成本优势。张莉等[5]以哈萨克羊半膜肌及背最长肌为研究对象,探究不同解冻方式对哈萨克羊肉脂质及蛋白质氧化的影响,发现冷藏解冻及静水解冻后羊肉氧化程度较低,具有较好的品质,更适用于冻结羊肉的解冻。目前有关哈萨克羊肉质特性及营养成分的系统性研究报道相对较少,这不仅限制了对哈萨克羊肉质特性深入理解的可能性,也影响了其在更广泛市场中的应用和推广。本研究主要从哈萨克羊肉的食用品质特性及营养成分含量等方面进行深入分析,旨在为本品种的选育优化及推广应用提供参考。通过科学分析哈萨克羊肉的食用品质和营养成分,以改进养殖管理和屠宰加工技术,提高羊肉的整体品质,并科学认识其营养价值,为哈萨克羊肉的优质定价提供科学依据。
实验羊来自伊犁哈萨克自治州特克斯县喀拉托海镇,为当地哈萨克牧民饲养,养殖模式为春夏秋三季放牧饲养,冬季舍饲。本实验共屠宰30 只12 月龄哈萨克羊,其中公羊17 只,母羊13 只。按照GB/T 9961—2008《鲜、冻胴体羊肉》羊肉分割技术规范进行屠宰,宰前24 h禁食、宰前2 h禁水。每只羊屠宰后立即取背最长肌3 份,1 份用于现场检测肉色、pH值及滴水损失,其余2 份编号后装入采样袋,在-80 ℃冰箱中低温贮藏,用于检测矿物质、氨基酸及脂肪酸等。
盐酸、苯酚、二水合柠檬酸钠、氢氧化钠、pH洗脱用缓冲溶液、茚三酮溶液、硝酸、乙醇、无水乙醚、石油醚、碘化钾 国药集团化学试剂有限公司;混合氨基酸标准溶液 上海惠诚生物科技有限公司;金元素溶液(1 000 mg/L) 上海化科实验器材有限公司。
205便携式pH计 德国Testo公司;NR200便携式色差仪 深圳三恩时科技有限公司;SCIENTZ-48研磨器、SCIENTZ-DY200全自动匀浆机 宁波新芝生物科技股份有限公司;ME204天平 梅特勒-托利多科技(中国)有限公司;SpeedVac真空浓缩仪、Dionex ICS-6000 DC离子交换色谱仪 美国Thermo Fisher Scientific公司;Milli-Q超纯水机 美国Millipore公司;Mars250微波消解仪 美国CEM公司;770电感耦合等离子体-质谱(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICPMS)仪 美国安捷伦科技有限公司;Rapid N exceed杜马斯定氮仪 德国Elementar公司。
1.3.1 肉品质测定
参照NY/T 2793—2015《肉的食用品质客观评价方法》,分别于屠宰后45 min和24 h两个时间点,利用便携式pH计和便携式色差仪在同一样品的不同位置重复测定3 次pH值和肉色亮度值(L*)、红度值(a*)及黄度值(b*),统计时取3 次结果的平均值。参照NY/T 1333—2007《畜禽肉质测定》,采集剔除脂肪和肌膜的背最长肌肉样30 g,使用精度为1 mg的天平测定肉样质量,并在25 ℃常温下悬挂24 h,再次测定肉样质量并计算滴水损失率。蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》采用燃烧法进行测定。脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》采用酸水解法进行测定。
1.3.2 氨基酸和矿物质含量测定
委托具备检测资质的专业机构进行检测。氨基酸含量参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》,采用高效液相色谱法进行测定;矿物质含量参照GB 5009.268—2016《食品中多元素的测定》,采用ICPMS法进行测定。
采用Excel 2021软件对数据进行整理,使用SPSS 27软件分别进行单因素方差分析、秩和检验并剔除极端值,分析结果采用平均值±标准差表示。
由表1可知,屠宰后哈萨克母羊肉的pH45 min值、、
及
高于公羊肉,而屠宰后哈萨克母羊肉的pH24 h值、
、
及
则低于公羊肉,屠宰后肉色
平均值分别为49.49、16.31和9.77。同时,公羊肉的滴水损失率显著低于母羊肉(P<0.05),脂肪含量极显著低于母羊肉(P<0.01),两者蛋白含量则相差不大。总体来看,尽管由于基础代谢率等因素的影响,公羊和母羊背最长肌在pH值、肉色等方面存在细微差异,特别是公羊肉的低滴水损失率有助于在烹饪过程中更好地保持水分,从而提升肉品的口感;但母羊的高背最长肌脂肪含量也能增加肉品的多汁性与嫩滑度,因此两者在最终的肉品质和消费者偏好方面的差别并不会特别明显。
表1 不同性别哈萨克羊肉质性状及营养成分含量
Table 1 Meat quality traits and nutrient contents of female and male Kazak sheep
注:同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05);同行大写字母不同表示差异极显著(P<0.01)。下同。
项目公羊母羊平均值pH45 min6.17±0.22a6.32±0.17a6.24±0.21 pH24 h5.73±0.26a5.54±0.09a5.65±0.22 L*45 min39.83±2.26a40.33±2.90a40.05±2.52 a*45 min18.36±1.01a19.09±1.87a18.68±1.47 b*45 min8.44±0.59a9.11±1.39a8.73±1.05 L*24 h49.53±2.69a49.43±3.01a49.49±2.78 a*24 h16.70±1.51a15.81±2.09a16.31±1.81 b*24 h10.16±2.50a9.26±2.93a9.77±2.69滴水损失率/%5.52±3.53b8.04±2.09a6.61±3.21蛋白质量分数/%22.46±0.65a22.35±1.24a22.41±0.93脂肪质量分数/%1.59±0.59Ba2.65±0.83Aa2.05±0.87
在哈萨克羊肉中共检出16 种氨基酸,其中7 种必需氨基酸(essential amino acid,EAA)、9 种非必需氨基酸(non-essential amino acid,NEAA)。由表2可知,公羊肉中的EAA、NEAA和总氨基酸(total amino acid,TAA)含量均高于母羊肉,在检测的16 种氨基酸中,赖氨酸和谷氨酸平均质量分数较高,分别为2.14%和3.17%。公羊肉中的亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、精氨酸及脯氨酸含量和母羊肉差异极显著(P<0.01),组氨酸含量也显著高于母羊肉(P<0.05),两者的其他几种氨基酸及平均TAA总量之间差异不显著(P>0.05)。在公羊肉和母羊肉TAA中,EAA相对含量为41.25%,NEAA相对含量为58.75%。单个氨基酸相对含量最高的是谷氨酸(15.63%),其次是赖氨酸(10.57%),其余较高的还有天冬氨酸(9.14%)及亮氨酸(8.28%)等。EAA/NEAA和EAA/TAA平均值分别为0.70、0.41,公羊肉和母羊肉之间没有显著差异。
表2 不同性别哈萨克羊肉中氨基酸含量
Table 2 Amino acid contents of mutton from female and male Kazakh sheep %
项目公羊母羊平均值相对含量赖氨酸2.18±0.14a2.09±0.09a2.14±0.1310.57亮氨酸1.72±0.10Ba1.63±0.06Aa1.68±0.118.28异亮氨酸0.98±0.07Ba0.90±0.04Aa0.94±0.074.66苯丙氨酸1.01±0.06a0.91±0.04a0.96±0.074.76苏氨酸0.92±0.07a0.90±0.05a0.91±0.064.50缬氨酸1.06±0.08Ba0.99±0.04Aa1.03±0.075.08蛋氨酸0.69±0.05a0.70±0.04a0.69±0.043.42天冬氨酸1.89±0.13a1.81±0.07a1.85±0.119.14丝氨酸0.92±0.06Ba0.85±0.03Aa0.89±0.064.38谷氨酸3.26±0.22Ba3.05±0.12 Aa3.17±0.2115.63甘氨酸1.11±0.07Ba0.90±0.07 Aa1.02±0.125.01丙氨酸1.06±0.07Ba1.16±0.11Aa1.10±0.105.42
续表2 %
项目公羊母羊平均值相对含量酪氨酸0.92±0.06Ba0.85±0.04Aa0.89±0.064.41组氨酸0.92±0.09b0.85±0.04a0.89±0.084.39精氨酸1.48±0.10Ba1.39±0.06Aa1.44±0.107.10脯氨酸0.69±0.06Ba0.63±0.03Aa0.66±0.053.27 EAA8.56±0.57a8.12±0.32a8.37±0.5241.25 NEAA12.23±0.81a11.50±0.41a11.91±0.7658.75 TAA20.78±1.38a19.61±0.74a20.28±1.28100 EAA/NEAA0.70±0.00a0.71±0.00a0.70±0.01 EAA/TAA0.41±0.00a0.41±0.00a0.41±0.00
哈萨克羊肉是一种富含多种矿物元素的肉类,被认为是人体补充必需矿物质的理想来源。由表3可知,哈萨克公羊肉和母羊肉中多数矿物质含量差异不大。Na、Mg、P、K和Ca是其中含量较高的元素,尤其是K的含量最高,公羊肉和母羊肉的平均K含量达到3.90 g/kg,占矿物质总量的56.580%。此外,Fe、Se、Cu、Zn、Mn、Cr、Pb和Sn的含量相对较低。Cr和Sn在公羊和母羊之间存在显著差异(P<0.05),但它们的平均值都在GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》规定的Cr含量1 mg/kg、Sn含量250 mg/kg的安全范围之内。
表3 不同性别哈萨克羊肉中矿物质元素含量
Table 3 Contents of mineral elements in mutton from female and male Kazakh sheep
项目公羊母羊平均值相对含量/%Na含量/(g/kg)0.47±0.04a0.49±0.03a0.48±0.036.976 Mg含量/(g/kg)0.27±0.02a0.28±0.01a0.27±0.013.937 P含量/(g/kg)2.04±0.13a2.10±0.06a2.07±0.1129.995 K含量/(g/kg)3.84±0.26a3.98±0.13a3.90±0.2256.580 Ca含量/(g/kg)0.10±0.03a0.10±0.04a0.10±0.041.499 Fe含量/(g/kg)0.04±0.01a0.04±0.02a0.04±0.010.602 Se含量/(mg/kg)0.02±0.01a0.02±0.02a0.02±0.010.000 2 Cu含量/(mg/kg)1.58±0.85a1.36±0.28a1.48±0.670.022 Zn含量/(mg/kg)24.29±3.73a23.16±3.31a23.80±3.540.345 Mn含量/(mg/kg)0.39±0.15a0.49±0.17a0.43±0.160.006 Cr含量/(mg/kg)0.53±0.34 b0.66±0.26a0.59±0.310.009 Pb含量/(mg/kg)0.12±0.09a0.11±0.09a0.12±0.090.002 Sn含量/(mg/kg)1.88±0.08b1.98±0.14a1.93±0.120.028
食用品质是决定肉类商品价值最重要的因素,肉类食用品质包括色泽、嫩度、风味、多汁性[6]等。其中,pH值与肉色、保水性等密切相关,是分析判断肉质变化程度的一项重要指标。经过低温保存24 h后,哈萨克羊背最长肌的pH值在糖酵解作用下出现明显下降,变化范围在5.65~6.24之间。正常羊屠宰后1 h pH值为5.9~6.5,屠宰后24 h pH值为5.4~5.8[7]。哈萨克羊肉的pH值处于正常范围,略偏酸性。这种微酸性的环境有助于抑制细菌繁殖,保持肉品的新鲜度和安全性。不同性别哈萨克羊肉间的pH值没有显著差异,这与康生萍[8]、王梦霖[9]等的研究一致。
居民的肉类消费行为会受到各种因素的影响,包括感官品质、嫩度、多汁性和风味等,其中,肉色是决定肉类新鲜度和影响消费者购买欲望的最主要因素之一[10-11]。本研究中,哈萨克羊屠宰后45 min的L*和b*低于屠宰后24 h,而a*则高于屠宰后24 h。说明初始pH值越高,肉色越深,L*和b*越低,肉色越鲜红;随着pH值逐渐降低及肌红蛋白的氧化,L*和b*升高,肉色逐渐减淡,这与Orkusz等[12]的研究一致。另外,哈萨克羊公羊肉和母羊肉的L*、a*和b*整体都比较高,均高于滩羊、察哈尔羊[13],与生长在高原地区的西藏岗巴羊[14]相当。这是因为哈萨克羊也主要放牧在较高海拔环境,因此机体内的肌红蛋白和血红蛋白含量相对较高[15]。以上结果表明,哈萨克羊肉能够保持较高的新鲜度,整体呈现出鲜亮的色泽。这种明亮的光泽感不仅增强了羊肉的视觉效果,同时也能提升消费者对产品品质的信任感。
滴水损失是评估羊肉品质的重要指标,显著影响其持水力、口感和风味,具有重要的经济价值,并且还与PSE(pale, soft, and exudative)肉和DFD(dark, firm, and dry)肉的形成密切相关[16-17]。根据实验结果,哈萨克羊肉整体滴水损失率在6.61%左右,不同性别哈萨克羊肉的滴水损失率具有显著差异。导致这种差异性的原因可能是由于pH值、肌肉纤维完整性以及静电荷效应、糖原酵解等因素影响[18-20]。母羊肉在pH值方面表现出较高的初始值与较低的终止值,这一现象导致其肌原纤维蛋白的变性过程加速,从而使得滴水损失率升高。这种生化变化导致母羊肉在肉色、嫩度和风味等感官品质上相对于公羊肉可能会略显逊色。根据现有的一些研究[21-23]报道,羊肉背肌中的粗蛋白质量分数普遍在20%左右。此外,有研究[24]指出,羊肉的肌间脂肪比例应达到3.5%~4.5%的水平,才能确保良好的适口性。本研究中,哈萨克公羊和母羊的背最长肌粗蛋白质量分数分别达到22.46%、22.35%,均超过20%,凸显了哈萨克羊肉较高的营养价值。但其背最长肌的粗脂肪质量分数相对较低,分别为1.59%、2.65%,这可能会对羊肉的适口性造成一定影响。
氨基酸是构成肉类蛋白分子的基本单位[25],羊肉中的氨基酸成分,特别是EAA的种类和比例很大程度上决定着羊肉的营养价值。在哈萨克羊肉中富含的7 种人体EAA中,以赖氨酸含量最为丰富。赖氨酸在机体能量代谢、蛋白质合成和矿物质的吸收、改善营养不良等方面具有重要作用[26]。谷物食品中的赖氨酸含量偏低,且在加工过程中易受破坏,导致其成为谷物蛋白的第一限制性氨基酸[27]。因而肉类中赖氨酸的含量就成为评估其营养价值的重要指标。在哈萨克羊背最长肌中,赖氨酸平均质量分数达到2.14%,而其他羊如湘东黑山羊、祁连白藏羊、湖羊、滩羊等[28-29]其他羊种的赖氨酸平均质量分数均在2%以下,显示出哈萨克羊在提供高优质蛋白及促进人体健康方面的显著优势。此外,哈萨克羊背最长肌中富含的其他EAA,如苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等也共同构成了均衡的营养基础,这对于维持人体正常的生理功能、增强免疫力、促进肌肉生长及修复等都至关重要。在哈萨克羊肉的NEAA中,以谷氨酸和天冬氨酸含量最为丰富。谷氨酸不仅是调节神经系统的重要递质,还是重要的风味增强剂[30],其与天冬氨酸等对肉类具有直接的呈味效应[31],这不仅能够提升哈萨克羊肉的鲜美度,同时还能赋予其独特的风味特色。由谷氨酸、赖氨酸等组成的游离氨基酸对于维持健康的生活方式和预防疾病至关重要。王晶等[32]对南疆和田地区10 个不同羊种的肉质分析中,哈萨克羊的氨基酸总量最高,且单个氨基酸的含量也与本研究测定的结果相近。联合国粮农组织和世界卫生组织提出以EAA/TAA为40%左右及EAA/NEAA为60%以上作为优质蛋白的推荐值,本研究测定的哈萨克羊肉中的氨基酸组成均符合上述2 项标准,表明哈萨克羊肉是一种高质量的肉类蛋白来源,也是膳食中补充营养的理想选择之一。
矿物元素是人体所必需的微量营养素之一,虽然需要量非常少,但对维持身体健康极为重要。从机体组织的生长修复、生理代谢、机体免疫功能乃至直接防病治病,矿物质元素都起到了全方位的作用[33]。例如,缺Ca会导致肌肉痉挛、骨质疏松;缺P导致佝偻病、骨软化;缺Fe导致贫血;缺Zn导致食欲降低、营养不良等[34]。哈萨克羊肉中富含多种矿物元素,在维持人体正常生理功能方面发挥着不可或缺的作用,并展现出丰富的营养价值与特定的生理功能,其中,尤以P元素和K元素较为丰富。这不仅能够满足人体对矿物质的基本需求,还能在促进骨骼健康、维持心脏功能、调节电解质平衡及参与能量代谢等多个方面展现出哈萨克羊肉独特的营养价值与功能。同时,与西藏阿旺绵羊和甘南藏羊等[35-36]相比,哈萨克羊在矿物质的种类和含量上也都不逊色,是膳食补充矿物元素的理想来源。在食品安全方面,GB 2762—2022所列出的Pb、Cd、Hg、As、Sn、Ni、Cr 7 类矿物质在哈萨克羊肉中检出Pb、Sn、Cr 3 种,但3 种元素的检出量远低于国家标准,符合食用要求。综合考虑哈萨克羊肉中各种矿物质的含量,可以发现其矿物质总量相对较高,营养价值丰富。这为哈萨克羊肉的广泛食用提供了有力的营养支持。
本研究对哈萨克羊肉品质进行了综合分析,结果表明其具有丰富的营养价值。哈萨克羊肉的pH值、色泽指标均在正常范围内,不同性别间差异不显著。此外,哈萨克羊肉中的氨基酸和矿物元素含量丰富,特别是EAA的含量较高,进一步证明了其肉质的优良及作为膳食补充营养肉类的巨大潜力。因此,哈萨克羊肉的高营养价值和良好的食用品质能够很好满足现代消费者对健康食品的需求。未来,可通过强化育种规划和提高养殖管理水平进一步挖掘哈萨克羊肉的肉用性能和潜在价值,以更好地适应市场需求,从而为消费者提供更多元、更丰富的消费选择。
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